2025年3月4日，beat365官方网站學術論壇（第五十二講）在思源多功能廳成功舉辦。約翰霍普金斯大學教授Jacob Khurgin應邀作了題為“為何材料的折射率差異如此有限且難以調節？”（Why do the refractive indexes of different materials differ so little and are also so difficult to change?）的學術報告。本次論壇由beat365官方网站凝聚态物理與材料物理研究所馬仁敏教授主持。

Jacob Khurgin講述“為何材料的折射率差異如此有限且難以調節”

在本次報告中，Jacob Khurgin教授首先強調了光子在現代信息處理中的關鍵作用，指出其在數據傳輸、存儲及處理等領域的重要性。他進一步闡釋了材料折射率對光學器件與系統性能的決定性影響，例如折射率直接影響成像與光刻中的最小可分辨特征尺寸、光子晶體的帶隙大小等，然而現有材料的折射率範圍卻十分有限。針對折射率範圍受限的物理本質，Khurgin教授從經典介電響應理論的洛倫茲模型出發，分析了導緻該問題的物理機制。進一步介紹了描述材料折射率與其帶隙關系的Moss規則（Moss rule），并提出了多種可能突破現有折射率瓶頸的策略，例如利用d軌道電子引入更多電子（如TiO₂）、利用範德華材料及各向異性材料（如MoS₂）、引入激子共振等方法，以實現更高的折射率，這些策略為未來高折射率材料的開發提供了新思路。

在報告的第二部分，Khurgin教授圍繞折射率調控展開讨論，并探讨了如何實現高效的光學調制。在射頻波段，可通過調節電容來改變介電常數，但該方法在光學波段卻難以奏效；通過在不同折射率材料之間進行切換可有效地調節，但切換速度遠低于實際應用需求。為了解決這一問題，Khurgin教授從非簡諧勢能的基本模型出發，分析了如何通過勢能調控來實現有效的折射率改變，包括使用熱效應、電光效應、克爾效應、聲光效應等手段。他指出，不管使用何種方法，實現較大折射率變化所需的能量密度都非常接近，而通過共振方案或采用行波調制等手段來增加相互作用時間可在一定程度上降低調制所需的能量密度。

馬仁敏對Khurgin教授的精彩報告表示衷心感謝，并代表beat365官方网站贈予紀念品。

馬仁敏贈送Jacob Khurgin紀念品

本期論壇線上、線下同步進行，來自beat365和校内外相關院系的七十餘名師生參與現場交流，通過蔻享學術平台觀看直播的觀衆逾4000人次。

報告現場

回放鍊接：https://www.koushare.com/live/details/40911

報告人簡介：

Jacob Khurgin是約翰霍普金斯大學電子與計算機工程系教授，美國物理學會會士（APS Fellow）、美國光學學會會士（Optica Fellow），以其在光學、電子學、凝聚态物理和通信領域的廣泛研究而著稱。他出版了《慢光–科學與應用》一書，全面介紹了慢光基本原理、潛在應用和發展前沿；參與編寫了八部著作，擁有40項專利，并在同行評審期刊上發表了340篇論文。其研究成果催生了衆多創新，從日常小家電（如電動剃須刀和咖啡機）到複雜的激光通信和化學檢測系統等多種應用。他是美國物理學會量子電子學聯合委員會的成員，曾擔任超過60場學術會議的技術程序委員會成員。此外，他還曾在普林斯頓大學、加州大學洛杉矶分校、布朗大學、蘇黎世聯邦理工學院和巴黎高等師範學校等多個知名學府擔任訪問教授。